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單電纜伺服線纜技術的發展
來源:東莞市華鷹電子有限公司 發布時間:2018-11-09 點擊量:2169
傳統的伺服電機通常都會有 兩個或以上的電氣連接端口,一個是動力電源,另一個為信號反饋,有的可能還會有一個單獨的接口用于抱閘控制。如果升級成只有一個電氣端口的電機,這樣在伺服驅動器和電機之間就只需要使用一根線纜連接,伺服電機的使用者一定都非常喜歡。因為伺服線纜的減少將使設備的制造、使用和維護總體成本更優化。
因為傳統的伺服反饋技術,并不能很好的支持將伺服電機的電源動力和反饋信號整合在一根電纜中。我們知道,傳統的伺服電機在反饋技術中采用的多為非數字式的信號傳輸方式。復雜的信號編碼接口需要占用較多的線纜芯數,例如:Hiperface Stegmann 和 EnDat 2.1,僅數據線就需要 6 ~ 8 芯,再加上編碼器電源和溫控,需要用到超過 10 芯以上的反饋線纜;同時,相對較弱的抗干擾能力,又要求在反饋傳輸線路上采取足夠的信號保護措施,以防止因電機數據反饋錯誤而造成的設備故障。這些都在很大程度上讓伺服線纜的制造工藝變得極為復雜,且難度也極高。
不過,經過近幾年數字式伺服反饋技術的發展,尤其是一大批基于此項技術的單電纜伺服產品(如伺服電機、電纜、接插件...等等)的面市和普及,正在不斷刷新著我們對于伺服電機電氣連接技術的認知。正如前文書所說,當伺服電機采用純數字式反饋作為其信號輸出方式,由電機到驅動器的數據反饋不再是多通道的并行傳輸,而是變成了單通道的串行通訊,因此其線纜連接只需使用兩芯數字通訊線;
而如果能夠將 PLC(動力線通信)技術應用在伺服反饋上,將數字化的伺服反饋數據疊加在編碼器電源線路上,就能夠進一步省去反饋信號傳輸對特定的通訊線纜(芯)的需要,將伺服反饋接口簡化到只有兩芯。另外,數字信號在傳輸時具有比較好的抗干擾能力;同時,采用差分方式進行數字信號的傳輸,能進一步提升信號線路的抗干擾性能;再通過調制解調技術對數字信號進行解析,還能夠糾正其在長距離傳輸過程中因干擾或衰減而產生的錯誤。這些都在很大程度上提升了數字化伺服反饋的抗干擾性能。
數字化高速通訊技術帶來的伺服反饋接口的簡化和信號抗干擾能力的提升,明顯降低了運控設備系統對伺服反饋線纜的技術工藝要求和制造難度;加上這幾年電纜復合技術的快速發展和進步,使得將伺服反饋信號和電機動力電源整合在一根電纜中不僅是可能的,更是可靠的。
說到單電纜技術的價值,有一點是非常顯而易見的,就是因為能夠幫助伺服系統減少至少一半以上的線纜數量和種類,而給機器制造商及其用戶帶來的成本優勢。但同時我們也需要注意到,將伺服驅動器與電機之間的線纜通過整合簡化到只剩一根,也將大大降低系統集成過程中與線纜敷設和連接相關的工程實施難度和出錯概率。
自首臺單電纜伺服產品問世以來,目前全球已經裝機運行的單電纜伺服驅動電機系統大約已有幾十萬套,分別來自不同廠家。盡管這個數字與整個運控設備市場相比仍然只是很少一部分,但我們已經能夠看到越來越多的用戶開始在設備中使用基于數字化反饋技術的單電纜伺服產品了,同時越來越多的產品廠商也已經將此項技術納入其下一代電機和驅動產品的規劃之中。
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